Plutoniy (IV) oksidi - Plutonium(IV) oxide

Plutoniy (IV) oksidi
Plutonyum (IV) oksidning birlik xujayrasi, shar va tayoq modeli
Ismlar
IUPAC nomi
Plutoniy (IV) oksidi
Tizimli IUPAC nomi
Plutoniy (4+) oksidi
Boshqa ismlar
Plutonyum dioksid
Identifikatorlar
3D model (JSmol )
ChemSpider
ECHA ma'lumot kartasi100.031.840 Buni Vikidatada tahrirlash
Xususiyatlari
O2Pu
Molyar massa276 g · mol−1
Tashqi ko'rinishTo'q sariq kristallar
Zichlik11,5 g sm−3
Erish nuqtasi 2,744 ° C (4,971 ° F; 3,017 K)
Qaynatish nuqtasi 2800 ° S (5,070 ° F; 3,070 K)
Tuzilishi
Florit (kub), cF12
Fm3m, № 225
Tetraedral (O2−); kub (PuIV)
Xavf
Asosiy xavfRadioaktiv
NFPA 704 (olov olmos)
o't olish nuqtasi yonmaydigan
Boshqacha ko'rsatilmagan hollar bundan mustasno, ulardagi materiallar uchun ma'lumotlar keltirilgan standart holat (25 ° C [77 ° F], 100 kPa da).
☒N tasdiqlang (nima bu tekshirishY☒N ?)
Infobox ma'lumotnomalari

Plutoniy (IV) oksidi bo'ladi kimyoviy birikma bilan formula PuO2. Bu yuqori erish nuqtasi qattiq moddasi asosiy birikma hisoblanadi plutonyum. Zarrachalar kattaligi, harorati va ishlab chiqarish uslubiga qarab sariq rangdan zaytun yashil ranggacha o'zgarishi mumkin.[1]

Tuzilishi

PuO2 kristallanadi florit mot bilan, Pu bilan4+ a-da tashkil etilgan markazlar yuzga yo'naltirilgan kub tetraedral teshiklarni egallagan massiv va oksid ionlari.[2] PuO2 oktahedral teshiklaridagi bo'shliqlar bo'linish mahsulotlariga joy ajratish imkoniyatiga ega ekanligi uchun uning foydasi yadro yoqilg'isi sifatida qarzdor. Yadro bo'linishida bir plutonyum atomi ikkiga bo'linadi. Oktahedral teshiklarning bo'shligi yangi mahsulot uchun joy ajratadi va PuO ga imkon beradi2 o'zining yaxlitligini saqlab qolish uchun monolit.[iqtibos kerak ]

Xususiyatlari

Plutonyum dioksid - bu suvda juda past eruvchanligi va yuqori erish nuqtasi (2,744 ° C) bo'lgan barqaror keramika materialidir. Erish nuqtasi har qanday konteyner moddasi bilan ifloslanishdan saqlaydigan lazer yordamida tez erish tadqiqotlari dalillari asosida 2011 yilda bir necha yuz daraja yuqoriga qarab qayta ko'rib chiqildi.[3]

Radioaktiv moddalar tufayli alfa yemirilishi plutonyum, PuO2 teginish iliq. Hammada bo'lgani kabi plutonyum birikmalari ostida boshqarilishi kerak Yadro qurolini tarqatmaslik to'g'risidagi Shartnoma.

Sintez

Plutoniy metal o'z-o'zidan PuO ga oksidlanadi2 kislorod atmosferasida. Plutonyum dioksid asosan tomonidan ishlab chiqariladi kalsinatsiya plutonyum (IV) oksalat, Pu (C)2O4)2· 6H2O, 300 ° C da. Plutonyum oksalat davomida olinadi qayta ishlash plutonyum sifatida yadro yoqilg'isi HNO da eritiladi3/ HF.[4] Plutonyum dioksidni qayta tiklash ham mumkin eritilgan tuzni ishlab chiqaruvchi reaktorlar Qolgan uranni geksaflorid sifatida tuzdan olib tashlangandan so'ng, yoqilg'i tuziga natriy karbonat qo'shib.

Ilovalar

PuO pelleti2 tarkibidagi plutoniy-238 izotopi parchalanishidan porlaydi

PuO2, bilan birga UO2, ichida ishlatiladi MOX yoqilg'i uchun atom reaktorlari. Plutonyum-238 dioksidi kabi bir nechta chuqur kosmik kemalar uchun yoqilg'i sifatida ishlatiladi Kassini, Voyager, Galiley va New Horizons Pluton zondlari kabi Qiziqish Mars 2020 Qat'iylik rovers yoqilgan Mars. Izotop a-zarrachalarni chiqarib, parchalanib, keyinchalik issiqlik hosil qiladi (qarang) radioizotopli termoelektr generatori ). Orbitadan Yer atmosferasiga tasodifan qayta kirish kosmik kemaning parchalanishiga va / yoki yonib ketishiga olib kelishi mumkin, natijada plutonyum yoki sayyora yuzasining katta traktida tarqalishiga olib kelishi mumkin degan xavotirlar mavjud edi. atmosferaning yuqori qatlamida. Biroq, PuO olib boradigan kamida ikkita kosmik kemasi bo'lsa ham2 RTGlar Yer atmosferasini qayta ko'rib chiqdilar va yonib ketishdi (Nimbus B-1 1968 yil may oyida va Apollon 13 1970 yil aprel oyida Oy moduli),[5][6] ikkala kosmik kemadan RTGlar qayta kirish va zarba ta'sirida omon qoldi va har qanday holatda ham atrof-muhit ifloslanishi qayd etilmadi; har qanday holatda ham, 1960-yillarning o'rtalaridan boshlab RTG-lar 1964 yilda ishga tushirilgandan so'ng, qayta kirish va ta'sirga tushish holatida buzilmasligi uchun ishlab chiqilgan. Tranzit 5-BN-3 (bortdagi dastlabki avlod plutonyum-metalli RTG qayta kirishda parchalanib, radioaktiv materialni shimoliy atmosferaga tarqatdi. Madagaskar, keyin AQShning barcha RTG-larini qayta ishlashga undash, undan keyin foydalanishda yoki ishlab chiqishda).[7]

Fizik olim Piter Zimmerman tomonidan berilgan taklifga rioya qilgan holda Ted Teylor, past rentabellikga ega ekanligini ko'rsatdi (1-kiloton ) yadro quroli plutonyum oksiddan nisbatan osonlikcha olinishi mumkin.[8] Plutonyum-oksidli bomba ancha kattaroq bo'lar edi tanqidiy massa plutonyum metaldan yasalganidan (deyarli uch baravar kattaroq, hatto oksidi maksimal kristallik zichligi bilan; agar oksid tez-tez uchrab turadigan chang shaklida bo'lsa, kritik massa ancha yuqori bo'ladi), chunki ikkalasi ham quyi zichlik PuO tarkibidagi plutoniy2 plutonyum metall bilan solishtirganda va tarkibidagi kislorodning qo'shilgan inert massasiga nisbatan.[9]

Toksikologiya

Shuningdek qarang: Plutonyum § toksiklik

Organizmdagi plutonyum oksidning xatti-harakati, uni qabul qilish uslubiga qarab farq qiladi. U erimaydigan bo'lgani uchun, yutilganda uning juda katta qismi tanadagi chiqindilarda juda tez ajralib chiqadi.[10]Zarracha shaklida plutoniy oksidi 10 mikrometrdan (0,01 mm) kichikroq zarracha[11] alfa-emissiya tufayli nafas olganda toksik hisoblanadi.[12]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ "Azot kislotasini qayta ishlash". Los Alamos laboratoriyasi.
  2. ^ Grinvud, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). Elementlar kimyosi. Oksford: Pergamon Press. p. 1471. ISBN  978-0-08-022057-4.
  3. ^ De Bryuyker, F.; Boboridis, K .; Poml, P .; Eloirdi, R .; Konings, R. J. M .; Manara, D. (2011). "Plutonyum dioksidning erish harakati: lazer yordamida isitishni o'rganish". Yadro materiallari jurnali. 416 (1–2): 166–172. Bibcode:2011JNuM..416..166D. doi:10.1016 / j.jnucmat.2010.11.030.
  4. ^ Jeffri A. Katalenich Maykl R. Xartman Robert C. O'Brayen Stiven D. Xou (2013 yil fevral). "Kosmik yadro energiyasini qo'llash uchun seriy oksidi va uran oksidi mikrosferalarini ishlab chiqarish" (PDF). Yadro va rivojlanayotgan texnologiyalarning kosmik-2013 ishlari: 2.
  5. ^ Kichik A. Angelo va D. Buden (1985). Kosmik yadroviy quvvat. Krieger nashriyot kompaniyasi. ISBN  0-89464-000-3.
  6. ^ "Xavfsizlikning umumiy qoidalari" (PDF ma'ruza matnlari). Fusion Technology Institute, Viskonsin universiteti - Medison. 2000 yil bahor.
  7. ^ "Tranzit". Entsiklopediya Astronautica. Olingan 2013-05-07.
  8. ^ Maykl Singer; Devid Vayr va Barbara Nyuman Keynfild (1979 yil 26-noyabr). "Yadro dahshati: Amerikaning eng dahshatli qo'rquvi amalga oshmoqda". Nyu-York jurnali.
  9. ^ Sublette, Carey. "4.1 Bo'linadigan qurolni loyihalash elementlari". Yadro qurollari arxivi. 4.1.7.1.2.1 Plutoniy oksidi. Olingan 20 oktyabr 2017. Reaktor darajasidagi plutoniyning kritik massasi taxminan 13,9 kg (qaytarilmagan) yoki 19,4 zichlikda 6,1 kg (10 sm nat. U) ni tashkil qiladi. Zichligi 8 bo'lgan kukun kompakt kritik massaga ega bo'lishi kerak (19.4 / 8) ^ 2 baravar yuqori: 82 kg (aks etilmagan) va 36 kg (aks ettirilgan), kislorodning og'irligini hisobga olmaganda (bu yana 14 ga qo'shiladi) %). Agar kristal zichligiga siqilgan bo'lsa, bu qiymatlar 40 kg va 17,5 kg gacha tushadi.
  10. ^ Amerika Qo'shma Shtatlarining yadroviy tartibga solish komissiyasi, Plutonyum haqida ma'lumot varaqasi (2013 yil 29-noyabrda)
  11. ^ Jahon yadro jamiyati, Plutoniy (2013 yil 29-noyabrda)
  12. ^ "Plutoniy uchun toksikologik profil" (PDF). AQSh Sog'liqni saqlash va aholiga xizmat ko'rsatish vazirligi. 2007-09-27. Olingan 2009-04-23.

Tashqi havolalar